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Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für eine Versteileinrichtung eines Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine derartige Antriebsvorrichtung umfasst eine Antriebsbaugruppe zum Erzeugen eines Antriebsmomentes sowie eine Abtriebsbaugruppe zum Weiterleiten des von der Antriebsbaugruppe erzeugten Antriebsmomentes zu einem zu verstellenden Kraftfahrzeugteil der Versteileinrichtung und ferner eine Bremseinrichtung, mit der verhindert werden soll, dass das Verstellteil durch das Aufbringen abtriebsseitiger Kräfte, die nicht über die Antriebsbaugruppe in die Versteileinrichtung eingeleitet werden, bewegt werden kann.
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Die Antriebsbaugruppe weist beispielsweise einen Antriebsmotor oder ein manuell zu betätigendes Antriebsmittel, wie eine Handkurbel oder ein Handrad, auf, womit eine oder mehrere Getriebeelemente der Antriebsbaugruppe angetrieben werden, wie zum Beispiel ein auf einer Motor- oder Kurbelwelle angeordnetes Getriebeelement in Form einer Schnecke, das mit einem nachgeordneten Getriebeelement, zum Beispiel in Form eines Schneckenrades, in Eingriff steht.
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Die ausgangsseitig an die Antriebsbaugruppe anschließende Abtriebsbaugruppe dient zur Weiterleitung des in der Antriebsbaugruppe (durch einen Antriebsmotor, eine Handkurbel oder ein Handrad) erzeugten Antriebs- bzw. Drehmomentes zu einem zu verstellenden Kraftfahrzeugteil, wie zum Beispiel einer höhenverstellbaren Fensterscheibe oder eines in seiner Lage verstellbaren Sitzteiles oder einer verstellbaren Armstütze. Hierzu kann die Abtriebsbaugruppe eingerichtet sein zum Antreiben einer drehbar gelagerten Seiltrommel, die von einem flexiblen Zugmittel umschlungen ist, das der Kraftübertragung zu einer zu verstellenden Fensterscheibe dient, welche mit dem flexiblen Zugmittel in üblicher Weise über einen am flexiblen Zugmittel fixierten und die Fensterscheibe tragenden Mitnehmer verbunden ist. Ferner kann die Abtriebsbaugruppe beispielsweise zur Einleitung des in der Antriebsbaugruppe erzeugten Antriebs- bzw. Drehmomentes in einen schwenkbar gelagerten Sitzhebel dienen, mit dem ein Polsterträger eines Kraftfahrzeugsitzes bezüglich einer Bodenbaugruppe höhenverstellbar ist. Aber auch andere verstellbare Sitzteile, wie zum Beispiel eine Rückenlehne oder eine Schenkelstütze, oder auch eine an einer Kraftfahrzeugtür vorgesehene höhenverstellbare Armstütze können Ziel der Weiterleitung eines Antriebsmomentes durch die Abriebsbaugruppe der Antriebsvorrichtung sein.
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Bei derartigen Kraftfahrzeugverstelleinrichtungen ist von großer Bedeutung, dass eine durch Betätigung der hierfür vorgesehenen Komponente der Antriebsbaugruppe, wie zum Beispiel eines Antriebsmotors, einer Handkurbel oder eines Handrades, eingestellte Position des Verstellteiles auch dann erhalten bleibt, wenn auf das Verstellteil externe Kräfte wirken, zum Beispiel indem auf eine angehobene Fensterscheibe eine äußere Kraft in Richtung auf ein Absenken der Fensterscheibe ausgeübt wird oder indem auf einem in einer bestimmten Höhe positionierten Polsterträger eines Kraftfahrzeugsitzes ein Fahrzeuginsasse Platz nimmt und hierdurch den Polsterträger in Richtung auf den Karosserieboden belastet. Mit anderen Worten ausgedrückt, muss die erwähnte Bremsvorrichtung derart ausgeführt sein, dass sie eine Änderung der Position eines mittels der Versteileinrichtung einzustellenden Kraftfahrzeugteiles unter der Wirkung abtriebsseitiger Kräfte, die nicht über die Antriebsbaugruppe in die Verstelleinrichtung eingeleitet werden, verhindert.
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Hierzu ist es beispielsweise bekannt, einen Antriebsmotor, zum Beispiel in Form eines Elektromotors, unmittelbar selbsthemmend auszugestalten. Dies führt jedoch dazu, dass der Wirkungsgrad der Antriebsvorrichtung unter 50% liegt.
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Insbesondere bei handbetriebenen Antriebsvorrichtungen, bei denen ein Antriebsmoment beispielsweise über eine Handkurbel oder über ein Handrad eingeleitet wird, sind auch Bremseinrichtungen unter Verwendung von Schlingfedern bekannt, die sich unter der Wirkung abtriebsseitig aufgebrachter Kräfte derart um mindestens eine zugeordnete Komponente der Antriebsvorrichtung schlingen, dass diese für eine weitere Bewegung gesperrt wird und abtriebsseitig eingeleitete Momente nicht zu Bewegungen im System führen können, also insbesondere auch keine Verstellbewegung eines mit der Antriebsvorrichtung gekoppelten Verstellteiles zulassen.
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Aus der
DE 197 33 706 A1 ist beispielsweise eine Antriebsvorrichtung bekannt, bei der Kraft von einem Motor auf ein bewegbares Element z. B. in Form einer Trommel übertragen wird. Die Antriebsvorrichtung umfasst ein Nockenelement als Antriebselement sowie ein Kupplungselement als Abtriebselement zur Übertragung eines Drehmoments an das bewegbare Element auf. Eine unerwünschte Drehung des bewegbaren Elements bzw. eine unerwünschte Drehung des Kupplungselements wird über ein Bremselement der Antriebsvorrichtung verhindert, das an einem mit dem Nockenelement in Eingriff stehenden Tragelement verschieblich geführt ist. Das Kupplungselement ist ferner bei Drehung des Nockenelements über eine Anfangseingriffsposition zwischen einer Bereitschaftsposition und einer Volleingriffsposition verschiebbar. Durch diese Verschiebung des Kupplungselements wird das Bremselement zwischen einer Bremsposition und einer Nicht-Bremsposition bewegt, so dass das Kupplungselement bei einer antriebsseitig eingeleiteten Drehung des Nockenelements freigegeben wird.
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In der
DE 199 52 634 C1 ist eine beidseitig wirkende Antriebsvorrichtung für Verstellvorrichtungen in Kraftfahrzeugen offenbart, die einen schwenkbar gelagerten Antriebshebel als Antriebselement aufweist. Der Antriebshebel ist aus einer Nulllage heraus in zwei entgegensetzte Drehrichtungen schwenkbar, wobei an dem Antriebshebel elastische Kopplungselemente vorgesehen sind, um wahlweise bei einer Drehung des Antriebshebels aus der Nulllage heraus in die eine oder andere Drehrichtung ein Drehmoment auf ein Antriebsrad als Abtriebselement zu übertragen. Bei einer anschließenden Rückführung des Antriebshebels in die Nulllage wird durch entsprechende Führung oder Lagerung der elastischen Kopplungselemente sichergestellt, dass die Rückführung des Antriebshebels nicht zur Übertragung eines Drehmoments an das Antriebsrad führt und damit das Antriebsrad bei der Rückführung des Antriebshebels in die Nulllage nicht verstellt wird.
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Die
DE 29 11 024 A1 offenbart eine Antriebsvorrichtung zum Verstellen von Fensterscheiben, Schiebedächern oder dergleichen, bei der ein Antriebselement in Form eines Schneckenrades ein Drehmoment in ein Abtriebselement in Form einer (Kupplungs-)Scheibe einleitet, wobei durch elastische Dämpfungselemente eine Relativbewegung des Schneckenrades relativ zu der Scheibe beim Anlaufen der Antriebsvorrichtung gestattet wird. Zum Arretieren einer Ruhestellung ist eine lösbare Sperre vorgesehen. In einer Ausführungsform ist als Sperre ein Bremselement in Form einer Bremsbacke vorgesehen, die an dem Schneckenrad über einen Gleitkörper radial verschieblich geführt und über eine Druckfeder in Richtung einer Bremsposition vorgespannt ist, in der die Bremsbacke an einer Bremstrommel anliegt. Die Druckfeder stützt sich hierbei an der Scheibe ab und wird bei einem Anlaufen der Antriebsvorrichtung durch die Relativbewegung des Schneckenrades bezüglich der Scheibe zusammengedrückt, so dass die Anlage der Bremsbacke an der Bremstrommel gelöst wird. Das Zusammendrücken der Druckfeder wird dabei durch eine rampenartige Anlauffläche des Schneckenrades verursacht, mit der der Gleitkörper der Bremsbacke durch die gestattete Relativbewegung in Anlage kommt und durch die der Gleitkörper radial verschoben wird.
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Mit der
DE 100 03 512 B4 ist eine Vorrichtung zur Unterstützung der Selbsthemmung eines Verstellmotors offenbart, die eine antriebsseitige Ankerwelle aufweist, die mit einer Abtriebswelle eines Getriebes zusammenarbeitet. An der Ankerwelle des Verstellmotors, als Antriebselement, sind gelenkig gelagerte Mitnehmer vorgesehen, die durch ein zwischen Permanentmagneten und Ankerpakten wirkendes Rückstellmoment in eine gestreckte Mitnehmerlage überführbar sind. Hierfür sind die Mitnehmer durch Öffnungen in einer an der Abtriebswelle fixierten Mitnahmeglocke geführt. Die Mitnehmer weisen gezahnte Umfangsflächen auf, mit denen sie in der gestreckten Mitnehmerlage in Eingriff mit einer Innenverzahnung des Getriebegehäuses bringbar sind und als Bremselemente fungieren.
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In der
US 2002/0053825 A1 ist demgegenüber keine Antriebsvorrichtung, sondern eine Verriegelungsvorrichtung offenbart, mit der eine erreichte Verstellposition einer verschwenkbaren Rückenlehne durch Bremselemente lösbar arretierbar ist. Über einen Nocken, der mit einem von einem Nutzer betätigbaren Handhebel zusammenwirkt, sind die Bremselemente geführt verstellbar und damit eine Arretierung der Rückenlehne lösbar.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine verbesserte Antriebsvorrichtung der eingangs genannten Art mit einer Bremsvorrichtung zu schaffen, die sich bei einfacherem Aufbau durch eine zuverlässige Funktion auszeichnet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Schaffung einer Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Danach umfasst die Bremsvorrichtung mindestens ein Bremselement, das an einer Führung einer Antriebsmoment-übertragenden Komponente der Antriebsvorrichtung einem Abtriebselement, geführt ist und das sich entlang dieser Führung zwischen einer Eingriffsstellung und einer Lösestellung hin und her bewegen lässt, wobei das Bremselement in seiner Eingriffsstellung mit einer Bremsfläche in Eingriff steht und in seiner Lösestellung außer Eingriff mit jener Bremsfläche ist.
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Während des Eingriffs des mindestens einen Bremselementes in die zugeordnete Bremsfläche ist eine Bewegung der besagten Antriebsmoment-übertragenden Komponente der Antriebsvorrichtung gesperrt, so dass insbesondere keine abtriebsseitig eingeleiteten Momente zu einer Verstellbewegung führen können. Umgekehrt ist jene Antriebsmoment-übertragende Komponente zur Antriebsmoment-Übertragung bewegbar, insbesondere drehbar, wenn das mindestens eine Bremselement außer Eingriff mit der zugeordneten Bremsfläche steht, so dass die Übertragung antriebsseitig eingeleiteter Momente ermöglicht wird.
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Das die Führung aufweisende Abtriebselement der Antriebsvorrichtung wirkt ferner mit einem Antriebselement der Antriebsvorrichtung bei der Übertragung eines Antriebsmomentes zusammen, wobei das Antriebselement der Antriebsvorrichtung zur Einleitung eines Drehmomentes in das mit der Führung versehene Abtriebselement der Antriebsvorrichtung dient.
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Erfindungsgemäß sind Schaltmittel vorgesehen, mit denen ein in der Antriebsvorrichtung wirkendes Moment in eine Bewegung des Bremselementes entlang seiner Führung umsetzbar ist, so dass die Schaltmittel im Betrieb der Antriebsbaugruppe einen Teil des erzeugten Antriebsmomentes derart umlenken, dass sie zum außer-Eingriff-Bringen des Bremselementes mit der zugeordneten Bremsfläche aufgewandt wird. Hierbei sind miteinander zusammenwirkende Bestandteile der Schaltmittel einerseits am Bremselement und andererseits an dem Antriebselement der Antriebsvorrichtung vorgesehen.
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Der Eingriff des mindestens einen Bremselementes in die zugeordnete Bremsfläche kann dabei formschlüssig, zum Beispiel über jeweils eine Verzahnung am Bremselement einerseits und der Bremsfläche andererseits, oder kraft- bzw. reibschlüssig, zum Beispiel über jeweils eine Reibfläche am Bremselement einerseits und der Bremsfläche andererseits, erfolgen. Auch eine Kombination eines form- und reibschlüssigen Eingriffs ist möglich, zum Beispiel indem das Bremselement und/oder die zugeordnete Bremsfläche zusätzlich zu einer Ausgestaltung als Reibfläche eine für einen formschlüssigen Eingriff geeignete räumliche Struktur aufweisen.
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Bei dem mindestens einen Bremselement handelt es sich vorteilhaft um ein im Wesentlichen starres Element bzw. um ein Element, das zum in- und außer-Eingriff-Bringen mit der zugeordneten Bremsfläche als Ganzes bewegt werden muss – im Unterschied etwa zu einer Schlingfeder, bei der die Bremswirkung durch Deformation erzeugt wird. Diese Ausführungsform der Erfindung schließt jedoch nicht aus, dass das Bremselement auch elastische Bereiche aufweist, die etwa zur Herstellung einer Reibwirkung beim Eingriff mit der zugeordneten Bremsfläche deformiert werden. Kennzeichnend für diese Ausführungsform ist vielmehr, dass das in- und außer-Eingriff-Bringen des Bremselementes mit der zugeordneten Bremsfläche über eine gleichzeitige und ggf. gleichsinnige Bewegung des gesamten Bremselementes eingeleitet wird und nicht in erster Linie über eine Deformation des Bremselementes, wie es bei einer Schlingfeder der Fall ist.
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Für größtmögliche Sicherheit der Bremseinrichtung ist das mindestens eine Bremselement mittels eines zugeordneten elastischen Elementes, zum Beispiel in Form eines Federelementes (Druckfeder) in seine Eingriffsstellung vorbelastet, in der es mit der zugeordneten Bremsfläche in Eingriff befindlich ist, so dass die Bremseinrichtung aktiviert ist.
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Die Bremseinrichtung ist dabei erfindungsgemäß derart ausgestaltet, dass ein Lösen der Bremseinrichtung, das heißt ein außer-Eingriff-Bringen des mindestens einen Bremselementes und der zugeordneten Bremsfläche durch das im Betrieb der Antriebsbaugruppe wirkende Antriebsmoment und somit ohne zusätzliche krafterzeugende Mittel, wie zum Beispiel speziell zum Lösen der Bremse vorgesehene Magnete oder dergleichen, erfolgt.
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So ist etwa als Schaltmittel eine Kraftumlenkungseinrichtung vorgesehen, die im Betrieb der Antriebsbaugruppe einen Teil des erzeugten Antriebsmomentes bzw. der hiermit verbundenen Antriebskraft derart umlenkt, dass sie zum Lösen der Bremseinrichtung, also zum außer-Eingriff-Bringen des Bremselementes mit der zugeordneten Bremsfläche aufgewandt wird. Als Kraftumlenkungseinrichtung können Schaltmittel dienen, die eine gekrümmte bzw. geneigt verlaufende Führungskulisse und ein hierin eingreifendes Führungselement aufweisen, von denen die eine Baugruppe dem Bremselement und die andere Baugruppe einer Drehmoment-übertragenden Komponente der Antriebsvorrichtung (also dem Antriebselement) zugeordnet ist, die verschieden von derjenigen Komponente ist, an der das Bremselement beweglich geführt ist (also dem Abtriebselement).
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Handelt es sich bei der Komponente der Antriebsvorrichtung, an der das Bremselement für ein in- und außer-Eingriff-Bringen mit der zugeordneten Bremsfläche (längs-)beweglich geführt ist, um eine Komponente der Abtriebsbaugruppe, insbesondere um ein drehbares Getriebeelement jener Abtriebsbaugruppe, so kann das Bremselementes zum Lösen der Bremse (über die obigen Schaltmittel) beispielsweise mit einer Komponente der Antriebsbaugruppe zusammenwirken, mit welcher die vorgenannte Komponente der Abtriebsbaugruppe drehmomentübertragend in Verbindung steht. Dabei sind die die kanalartige Führung für das Bremselement aufweisende Komponente der Abtriebsbaugruppe einerseits sowie die zur Aktivierung einer Bewegung des Bremselementes mit diesem zusammenwirkende Komponente der Antriebsbaugruppe andererseits derart drehmomentübertragend miteinander verbunden, dass eine begrenzte Relativbewegung, insbesondere geringfügige relative Drehbewegung, zwischen den beiden Komponenten möglich ist (Umkehrspiel), bis sie drehmomentübertragend fest miteinander in Eingriff stehen, wobei während jener geringfügigen Relativbewegung die gewünschte Kraftumlenkung über die Schaftmittel erfolgt, mit der eine Bewegung des Bremselementes entlang seiner zugeordneten (kanalartigen) Führung ausgelöst wird.
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Ist die Bremseinrichtung so ausgelegt, dass das Bremselement an einer drehbaren Komponente der Antriebsvorrichtung axial oder radial verschieblich geführt ist, um es mit einer zugeordneten Bremsfläche in und außer Eingriff bringen zu können, so kann die Führungskulisse etwa derart gekrümmt bzw. geneigt ausgeführt sein, dass eine im Betrieb der Antriebsbaugruppe ausgelöste und der Drehmomentübertragung dienende Drehbewegung jener Komponente der Antriebsvorrichtung mittels der Führungskulisse und des hierin eingreifenden Führungselementes in eine axiale bzw. radiale Bewegung des entsprechenden Bremselementes umgesetzt wird.
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Für eine besondere Stabilität und Sicherheit der Bremswirkung umfasst die Bremseinrichtung mehr als ein Bremselement, zum Beispiel paarweise vorgesehene Bremselemente, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und die beim in- und außer-Eingriff-Bringen mit der zugehörigen Bremsfläche jeweils in entgegengesetzter Richtung bewegt werden. Hierzu kann etwa ein zwischen paarweise zusammengehörenden Bremselementen liegendes elastisches Element (Federelement) dienen, welches die jeweils zu einem Bremselementenpaar gehörenden Bremselemente in entgegengesetzter Richtung in jeweils einen Bereich der Bremsfläche vorspannt (hineindrückt).
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Die Bremsfläche kann beispielsweise ringförmig ausgeführt sein und ist an einem räumlich feststehenden, also im Betrieb der Antriebsvorrichtung nicht zur Drehmomentübertragung bewegten Bauteil angeordnet (und gegebenenfalls einstückig ausgebildet), wie zum Beispiel an einem Gehäusebauteil der Antriebsvorrichtung.
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Zur Führung des jeweiligen Bremselementes entlang der Richtung, entlang der es mit der zugeordneten Bremsfläche in und außer Eingriff zu bringen ist, kann ein (im Querschnitt vollständig geschlossener oder offener) Führungskanal dienen, der an einer der Drehmomentübertragung dienenden Komponente der Antriebsvorrichtung, also dem Antriebselement, ausgebildet ist und in den das jeweilige Bremselement mit einem Führungsabschnitt beweglich (verschieblich) eingreift.
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Bei Inbetriebnahme der Antriebsvorrichtung durch Aktivieren von deren Antriebsbaugruppe erfolgt das Lösen der Bremseinrichtung, d. h. das außer-Eingriff-Bringen des Bremselementes von der zugeordneten Bremsfläche, jeweils durch die Schaltmittel, mittels derer ein antriebsseitig aufgebrachtes Moment bzw. eine hiermit verbundene Antriebskraft derart umlenkbar ist, dass sie in zur Erzeugung einer Bewegung des Bremselementes entlang seiner zugeordneten Führung an der ersten Komponente der Antriebsvorrichtung (dem Abtriebselement) umgesetzt wird.
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Um nach Abschluss einer Verstellbewegung, also wenn die Antriebsvorrichtung außer Betrieb genommen werden soll, nachdem das entsprechende Verstellteil seine gewünschte Verstellposition erreicht hat, die Bremseinrichtung wieder in ihre Sperrstellung zu überführen, in der ein jeweiliges Bremselement mit der zugeordneten Bremsfläche in Eingriff steht, kann einerseits ein kurzzeitiges Reversieren der Antriebsbaugruppe, insbesondere durch kurzzeitigen Betrieb eines Antriebsmotors der Antriebsbaugruppe in entgegengesetzter Richtung, vorgesehen sein. Hierbei wirkt ein jeweiliges Bremselement über die hierfür vorgesehenen Schaltmittel, z. B. über ein Führungselement und eine (geneigte bzw. gekrümmte) Führungskulisse, derart mit der zweiten Komponente der Antriebsvorrichtung (dem Antriebselement) zusammen, dass das Bremselement von der zugeordneten Bremsfläche abgehoben wird.
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Alternativ oder ergänzend können auch zusätzliche elastische Mittel, wie z. B. ein Federelement in Form einer Schenkelfeder oder einer Spiralfeder, dazu genutzt werden, um diejenigen Kräfte bzw. dasjenige Moment aufzubringen, das für ein Lösen der Bremseinrichtung erforderlich ist. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die die (kanalartige) Führung aufweisende erste Komponente der Antriebvorrichtung (das Abtriebselement) und deren einen Teil der Schaltmittel aufweisende zweite Komponente (das Antriebselement) über ein Federelement, z. B. in Form einer Schenkelfeder oder Spiralfeder, zusammenwirken, wobei diese Feder vorgespannt wird, wenn im Betrieb der Antriebsvorrichtung eine Drehmomentübertragung zwischen den beiden Komponenten der Antriebsvorrichtung erfolgt und dieses Federelement sich wieder entspannt, sobald die Drehmomentübertragung abgeschlossen ist. Bei der Entspannung des Federelementes wird dann ein Moment bzw. eine Kraft aufgebracht, die über die hierfür vorgesehenen Schaltmittel zum Lösen der Bremseinrichtung führt.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren deutlich werden.
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Es zeigen:
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1a eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Antriebsvorrichtung einer Kraftfahrzeugverstelleinrichtung mit einer Bremseinrichtung;
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1b eine andere perspektivische Ansicht der Anordnung aus 1a;
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2 eine schematische Darstellung der Anordnung aus den 1a und 1b in zusammengebautem Zustand;
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3a eine erste Abwandlung der Anordnung aus den 1a und 1b in perspektivischer Explosionsdarstellung;
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3b eine andere perspektivische Ansicht der Anordnung aus 3a;
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4a eine schematische Darstellung der Anordnung aus den 3a und 3b in zusammengebautem Zustand bei gelöster Bremseinrichtung;
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4b eine Darstellung gemäß 4a bei aktivierter Bremseinrichtung;
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5a eine zweite Abwandlung der Anordnung aus den 1a und 1b in perspektivischer Explosionsdarstellung;
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5b eine andere perspektivische Ansicht der Anordnung aus 5a;
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6a eine schematische Darstellung der Anordnungen aus den 5a und 5b in zusammengebautem Zustand;
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6b eine Rückansicht der Darstellung aus 6a;
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7 eine Abwandlung der Anordnung aus 2 hinsichtlich der Ausbildung der Bremseinrichtung;
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8 eine weitere Abwandlung der Anordnung aus 2 hinsichtlich der Ausbildung der Bremseinrichtung.
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In den 1a, 1b und 2 ist eine Antriebsvorrichtung für eine Kraftfahrzeugverstelleinrichtung dargestellt, die eine Antriebsbaugruppe 1, 2, eine Abtriebsbaugruppe 3 sowie eine Bremseinrichtung 4, 5, 14 umfasst.
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Von der Antriebsbaugruppe 1, 2, die hier als ein elektromotorischer Antrieb ausgestaltet ist, sind ein aus einem ersten Gehäuseteil 11 und einem zweiten Gehäuseteil 12 zweites Gehäuseteil 12 (mit einem Achsstummel 13 zur Definition der Drehachse) bestehendes Antriebsgehäuse zu erkennen, das einen Aufnahmebereich 10 für einen Antriebsmotor (Elektromotor) aufweist. Auf einer Motorwelle des am Aufnahmebereich 10 anzuordnenden Antriebsmotors kann in üblicher Weise drehfest eine Schnecke als ein ausgangsseitiges Getriebeelement des Antriebsmotors angeordnet sein, die mit einem in den 1a, 1b und 2 erkennbaren und in dem Antriebsgehäuse 1 zu lagernden Schneckenrad 2 als Antriebselement kämmt, vergl. 10 2005 009 116 A1, worauf hinsichtlich der Bildung einer Antriebsbaugruppe durch einen Antriebsmotor, ein von der Motorwelle des Antriebsmotors angetriebenes ausgangsseitiges Getriebeelement in Form einer Schnecke und einem hiermit kämmenden Schneckenrad zum Betätigen eines Verstellteiles eines Kraftfahrzeugs voll inhaltlich Bezug genommen wird. Das Antriebselement/Schneckenrad 2 steht über von seinem Grundkörper abstehende, der Drehmomentübertragung dienende Fortsätze 27 in Form von Klauen formschlüssig mit einem die Abtriebsbaugruppe bildenden Abtriebselement 3 zusammen.
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Das Abtriebselement 3 ist mit dem Antriebselement 2 in Form eines Schneckenrades koaxial gelagert, so dass die beiden Getriebeelemente 2, 3 im Betrieb der Antriebsvorrichtung um eine gemeinsame Drehachse gedreht werden können. Das Abtriebselement 3 weist hierzu Formschlussbereiche 37 in Form von (zwei) Aussparungen auf, in die das Antriebselement 2 mit seinen als Klauen ausgebildeten Fortsätzen 27 derart eingreifen kann, dass das Abtriebselement 3 und das Antriebselement 2 formschlüssig miteinander verbunden sind und bei einer Drehbewegung des Antriebselementes 2 das Abtriebselement 3 mitgenommen wird.
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Dabei weisen allerdings die beiden Aussparungen 37 des Abtriebselementes 3 ein gewisses Übermaß (in Umfangsrichtung) bezüglich der beiden in je eine der beiden Aussparungen eingreifenden Fortsätze 27 des Antriebselementes 2 auf, so dass am Anfang einer Drehbewegung des Antriebselementes 2 in Form eines Schneckenrades zunächst ein gewisses Spiel (”Umschaltspiel” in Umfangsrichtung U bzw. der hiermit zusammenfallenden Drehrichtung D) überwunden werden muss, bevor das Antriebselement 2 über mindestens einen seiner Fortsätze 27 – je nach Drehrichtung – mit einer seitlichen Begrenzungswand der jeweils zugeordneten Aussparung 37 des Abtriebselementes 3 in Eingriff tritt und sodann das Abtriebselement 3 bei einer weiteren Drehbewegung mitnimmt, so dass die beiden Getriebeelemente 2, 3 dementsprechend um eine gemeinsame Achse gedreht werden.
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Das Abtriebselement 3 weist ferner einen Verzahnungsbereich 38 auf, der ein Zahnritzel bildet und über den das Abtriebselement 3 bei einer Drehbewegung, ausgelöst durch die Erzeugung eines Antriebsmomentes im Betrieb der Antriebsbaugruppe 1, 2, eine Verstellbewegung eines zugeordneten Verstellteiles herbeiführt.
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Handelt es sich bei dem in seiner Position einzustellenden Verstellteil beispielsweise um eine höhenverstellbare Fensterscheibe einer Kraftfahrzeugtür, so kann das Abtriebselement 3 insbesondere dazu dienen, über seinen Verzahnungsbereich 38 eine drehbar gelagerte Seiltrommel anzutreiben, die von einem flexiblen Zugmittel eines Fensterhebers umschlungen ist, an welchem wiederum ein die Fensterscheibe tragender Mitnehmer festgelegt ist, so dass über die Seiltrommel, das flexible Zugmittel und den Mitnehmer ein am Abtriebselement 3 anliegendes Antriebsmoment (Drehmoment) auf eine zu verstellende Fensterscheibe übertragen werden kann und zu einer gewünschten Auf- oder Abbewegung der Fensterscheibe führt, je nach Drehrichtung D des Abtriebselementes 3 und insbesondere des Verzahnungsbereiches 38 des Abtriebselementes 3. Alternativ kann der Fensterheber auch als ein so genannter Armfensterheber ausgebildet sein, bei dem das Abtriebselement 3 und dessen Verzahnungsbereich 38 dazu dienen, einen schwenkbar gelagerten Hebelarm des Fensterhebers anzutreiben.
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Weiterhin kann die in den 1a, 1b und 2 dargestellte Antriebsvorrichtung auch dazu dienen, die Lage eines Sitzteiles eines Kraftfahrzeugsitzes einzustellen, z. B. indem das Abtriebselement 3 über seinen Verzahnungsbereich 38 – und gegebenenfalls weitere Getriebeelemente – auf einen schwenkbar gelagerten Verstellhebel einwirkt, über den ein Polsterträger eines Kraftfahrzeugsitzes mit einer Bodenbaugruppe (Schienenlängsführung) des Sitzes gelenkverbunden ist, wobei durch Verschwenken des Verstellhebels der Abstand zwischen Polsterträger und Bodenbaugruppe und damit die so genannte Sitzhöhe einstellbar ist. Es können aber auch andere Sitzteile, wie z. B. eine Rückenlehne, eine Kopfstütze, eine Schenkelstütze oder dergleichen mit einer Antriebsvorrichtung der in den 1a, 1b und 2 dargestellten Art verstellt werden.
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Schließlich kann die Antriebsvorrichtung auch zur Einstellung der Position sonstiger verstellbarer Kraftfahrzeugteile, wie z. B. einer an der Innenseite einer Kraftfahrzeugtür vorgesehenen Armstütze oder dergleichen, dienen.
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Wichtig ist bei einer derartigen Antriebsvorrichtung, dass ein abtriebsseitig, also insbesondere unter Umgehung der Antriebsbaugruppe 1, 2, eingeleitetes Moment bzw. eine abtriebsseitig eingeleitete Kraft nicht zu einer Rückstellbewegung des mittels der Antriebsvorrichtung einzustellenden Kraftfahrzeugteiles führen. So soll etwa eine Krafteinwirkung auf eine höhenverstellbare Fensterscheibe nicht dazu führen, dass die Fensterscheibe aus einer zuvor eingestellten Position abgesenkt wird (Diebstahlschutz). In entsprechender Weise soll ein Sitzteil eines Kraftfahrzeugsitzes auch dann eine zuvor eingestellte Lage beibehalten, wenn das entsprechende Sitzteil durch einen Fahrzeuginsassen belastet wird.
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Hierfür ist es einerseits bekannt, den Antriebsmotor selbst als so genannten selbsthemmenden Motor auszulegen, so dass eine abtriebsseitig in die Antriebsvorrichtung eingeleitete Kraft keine Verstellbewegung auslösen kann. Hiermit sind jedoch Verluste im Wirkungsgrad des Antriebsmotors verbunden.
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Vorliegend umfasst eine Bremseinrichtung 4, 5, 14, mit der Verstellbewegungen bei abtriebsseitiger Einleitung eines Momentes bzw. einer Kraft verhindert werden sollen, zwei Bremselemente 4a, 4b, die jeweils in radialer Richtung – bezogen auf die Drehachse des Antriebselementes 2 und des Abtriebselementes 3 – mit einem Führungsbereich 45 beweglich (längsverschieblich) in einer zugeordneten Führung 35 (Längsführung) des Abtriebselementes 3 gelagert sind. Die beiden Bremselemente 4a, 4b sind mittels eines zwischen den beiden Bremselementen 4a, 4b angeordneten vorgespannten elastischen Elementes 5 (Federelement in Form einer als Schraubenfeder ausgebildeten Druckfeder) in radialer Richtung nach außen vorgespannt, wobei das elastische Element 5 mit seinen beiden Stirnseiten (Federenden) jeweils in eine hierfür vorgesehene Aufnahme 46 des jeweiligen Bremselementes 4a, 4b eingreift. Die Bremselemente 4a, 4b haben somit die Tendenz, in die Innenverzahnung 140 eines an einem Gehäuseteil 12 des Antriebsgehäuses 1 ausgebildeten Bremsringes, hier in Form eines Verzahnungsringes 14, einzugreifen, und zwar mit je einem an der der Innenverzahnung 140 des Verzahnungsringes 14 zugewandten Stirnseite des jeweiligen Bremselementes 4a, 4b vorgesehenen Verzahnungsabschnitt 40.
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Bei Eingriff der beiden einander gegenüberliegend angeordneten und mittels des vorgespannten elastischen Elementes 5 in entgegengesetzter Richtung radial nach außen belasteten Bremselemente 4a, 4b mit ihrem jeweiligen Verzahnungsabschnitt 40 in die Innenverzahnung 140 des Verzahnungselementes 14, ist das Abtriebselement 3 gegenüber Drehbewegungen zuverlässig blockiert. Abtriebsseitig eingeleitete Kräfte bzw. Momente werden dann nämlich über die (am Abtriebselement 3 angeordneten) Bremselemente 4a, 4b und die Innenverzahnung 140 des Verzahnungsringes 14 unmittelbar in das Antriebsgehäuse 1 weitergeleitet und führen nicht zu einer Verstellbewegung der Antriebsvorrichtung oder eines hiermit einzustellenden Verstellteiles.
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Gemäß der in den 1a, 1b und 2 dargestellten Ausführungsform können dabei die Verzahnungsabschnitte 40 der Bremselemente 4a, 4b (und/oder die Verzahnungselemente der Innenverzahnung 140 des Antriebsgehäuses 1) asymmetrisch ausgebildet sein, z. B. nach Art einer Sägezahnverzahnung, so dass die Bremswirkung der Bremseinrichtung für solche abtriebsseitig eingeleiteten Drehmomente besonders groß ist, die mit besonders großen Kräften verbunden sein können. Im Fall einer höhenverstellbaren Fensterscheibe gilt dies beispielsweise für abtriebsseitig aufgebrachte Momente, die auf einem Druck auf die Scheibenoberkante beruhen, mit dem ein Absenken der Fensterscheibe herbeigeführt werden soll. Bei einem höhenverstellbaren Polsterträger eines Kraftfahrzeugsitzes gilt dies in entsprechender Weise für solche abtriebsseitigen Kräfte, die durch das Gewicht eines Fahrzeuginsassen auf den Polsterträger erzeugt werden.
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Um im Betrieb der Antriebsbaugruppe 1, 2, also bei antriebsseitiger Einleitung eines Antriebsmomentes in die Antriebsvorrichtung, die Bremseinrichtung zu entriegeln, indem die Bremselemente 4a, 4b aus ihrer vorstehend beschriebenen Sperrstellung (charakterisiert durch einen Eingriff in die Innenverzahnung 140 des Verzahnungsringes 14) in eine Lösestellung überführt werden, in der die Bremselemente 4a, 4b außer Eingriff mit dem Verzahnungsring 14 stehen und dementsprechend die Bremseinrichtung nicht mehr aktiv ist, sind Schaltmittel 21, 41 vorgesehen.
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Die Schaltmittel 21, 41 umfassen jeweils ein als Schaltklaue dienendes Führungselement 41 in Form eines Führungszapfens, das von jedem der beiden Bremselemente 4a, 4b (in axialer Richtung) absteht und dem je eine Führungskulisse 21 an einer von dem Abtriebselement 3 verschiedenen Komponente der Antriebsvorrichtung, nämlich am Antriebselement 2, zugeordnet ist. Die jeweilige Führungskulisse 21 erstreckt sich in Umfangsrichtung – bezogen auf die Drehachse des Antriebselementes 2 und des Abtriebselementes 3 – und weist dabei an einem Führungsrand 210 einen derart bezüglich der Umfangsrichtung geneigten Verlauf auf, dass bei einer Bewegung eines jeweiligen in die Führungskulisse 21 eingreifenden Führungselementes 41 relativ zu der zugeordneten Führungskulisse 21 in Umfangsrichtung (aus der in 6b erkennbaren Mittellage heraus) eine Radialbewegung des Führungselementes 41 und damit auch des jeweiligen Bremselementes 4a, 4b ausgelöst wird.
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Diese Relativbewegung eines jeweiligen Führungselementes 41 bezüglich der zugeordneten Führungskulisse 21 bei Inbetriebnahme der Antriebsvorrichtung (durch Aktivierung des zugehörigen Antriebsmotors) wird ermöglicht wegen des vorstehend erläuterten Umschaltspieles s (vergl. 2) zwischen dem Abtriebselement 3, an dem die Bremselemente 4a, 4b mit ihren Führungselementen 41 gelagert sind, einerseits und dem Antriebselement 2, an dem die Führungskulissen 21 ausgebildet sind, andererseits. Wegen dieses Umschaltspieles wird bei einer Drehbewegung des Antriebselementes 2 (Schneckenrad), ausgelöst durch eine Inbetriebnahme des zugehörigen Antriebsmotors, das nachgeordnete Abtriebselement 3 nicht unmittelbar sofort mitgenommen, sondern es erfolgt zunächst – bis zum Ausgleich des Umschaltspieles s – eine begrenzte Relativbewegung des Antriebselementes 2 bezüglich des Abtriebselementes 3 (in Form einer Drehbewegung um die gemeinsame Drehachse), wobei es gleichzeitig zu einer Relativbewegung der bremselementseitigen Führungselemente 41 bezüglich der antriebselementseitigen Führungskulissen 21 entlang der besagten Drehrichtung D (Umfangsrichtung U der Getriebeelemente 2, 3) kommt. Diese Drehbewegung wird wegen des geneigten Verlaufs der Führungsränder 210 der Führungskulissen 21 bezüglich einer Tangentialen auf die Dreh- bzw. Umfangsrichtung umgesetzt in eine radiale Bewegung der Bremselemente 4a, 4b entlang einer Richtung weg von der Innenverzahnung 140 des Verzahnungsringes 14, wobei die Führungsbereiche 45 der Bremselemente 4a, 4b weiter in die jeweils zugeordnete kanalartige Führung des Abtriebselementes 3 hineingedrückt werden, und zwar unter Zusammendrücken des elastischen Elementes 5 in Form einer Druckfeder.
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Hierdurch sind die Bremselemente 4a, 4b in ihre jeweilige Lösestellung überführt, in der sie nicht mehr mit der Innenverzahnung 140 in Eingriff stehen und dementsprechend die Bremseinrichtung gelöst ist. Dies ermöglicht im Weiteren eine freie, gemeinsame Drehbewegung der Getriebeelement 2, 3 um ihre gemeinsame Drehachse, so dass ein mit dem Verzahnungsbereich 38 (Außenverzahnung) des Abtriebselementes 3 gekoppeltes Verstellteil in der gewünschten Weise eingestellt werden kann.
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Um am Ende einer Verstellbewegung, also bei Deaktivierung des Antriebsmotors der Antriebsvorrichtung zu erreichen, dass die Bremseinrichtung wieder aktiviert wird, also deren Bremselemente 4a, 4b in ihre Sperrstellung übergehen, in der sie jeweils mit ihrem Verzahnungsabschnitt 40 in die Innenverzahnung 140 des Verzahnungsringes 14 eingreifen, kann ein kurzzeitiges Reversieren des Antriebsmotors am Ende einer jeweiligen Verstellbewegung vorgesehen sein.
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D. h., wird der Antriebsmotor zunächst für einen gewissen Zeitraum derart bestromt, dass dessen Motorwelle und die hierdurch angetriebenen Getriebeelemente 2, 3 entlang einer bestimmten Richtung gedreht werden, um eine vorgegebene Verstellbewegung eines Verstellteiles zu erzeugen, so erfolgt am Ende dieser Verstellbewegung kurzzeitig eine derartige Bestromung des Antriebsmotors, dass sich das Antriebselement 2 in Form eines Schneckenrades kurzzeitig entlang der entgegengesetzten Richtung dreht.
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Dieses Reversieren des Antriebsmotors erfolgt z. B. für einen so kurzen Zeitraum, dass das Abtriebselement 3 – wegen des vorstehend beschriebenen Umschaltspieles – von dem Antriebselement 2 möglichst überhaupt nicht mitgenommen wird, sondern lediglich die beiden Getriebeelemente 2, 3 wieder in ihre relative Ruhelage zurückkehren, in der die abtriebselementseitigen, an den Bremselementen 4a, 4b vorgesehenen Führungselemente 41 ihre – in Umfangsrichtung betrachtet – Mittelstellung in der jeweils zugeordneten Führungskulisse 21 des Antriebselementes 2 einnehmen. (Das Reversieren sollte dabei aber zumindest so weit gehen, dass die Führungselemente 41 ihre jeweilige – in Umfangsrichtung betrachtet – Mittelstellung in der zugeordneten Führungskulisse 21 erreichen oder überstreichen.) Ein solches gezieltes Reversieren eines Antriebsmotors ist mit den üblichen elektronisch gesteuerten bzw. geregelten Motoren ohne weiteres möglich.
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In dieser Relativlage (Mittellage) der beiden Getriebeelemente 2, 3 zueinander werden die Bremselemente 4a, 4b unter der Vorspannung des hierfür vorgesehenen elastischen Elementes 5 automatisch wieder in ihre jeweilige Sperrstellung überführt, in der sie mit ihrem jeweiligen Verzahnungsabschnitt 40 in die Innenverzahnung 140 des gehäuseseitigen Verzahnungsringes 14 eingreifen. Die Bremseinrichtung ist dann wieder aktiviert, so dass sie die Übertragung abtriebsseitig eingeleiteter Drehmomente sperrt.
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Zusammenfassend zeigt die in den 1a, 1b und 2 dargestellte Anordnung eine elektronisch-mechanische Lösung, bei der der Antriebsmotor zusammen mit den hierfür vorgesehenen Getriebeelementen 2, 3 in Form eines Antriebselementes 2 und eines Abtriebselementes 3 sowie mit den zugeordneten Schaltmitteln 21, 41 bei Inbetriebnahme ein Lösen der Bremseinrichtung – durch Überführung der Bremselemente 4a, 4b in ihre Lösestellung – herbeiführt und am Ende einer Verstellbewegung durch kurzzeitiges Reversieren ein erneutes Aktivieren der Bremseinrichtung – durch Überführen der Bremselemente 4a, 4b in ihre Bremsstellung – bewirkt. Das kurzzeitige Reversieren des Antriebsmotors ermöglicht dabei eine Überführung der Bremselemente 4a, 4b in ihre Bremsstellung unter der Wirkung eines hierfür vorgesehenen elastischen Elementes 5, das zwischen den beiden Bremselementen 4a, 4b angeordnet ist und diese jeweils in Richtung auf ihre Sperrstellung belastet. Das Reversieren dient also in erster Linie einer kurzzeitigen Abkopplung des Abtriebselementes 3 vom Antriebselement 2, um eine Überführung der Bremselemente 4a, 4b in ihre Sperrstellung unter der Wirkung des elastischen Elementes 5 zuzulassen. Für dieses Reversieren ist das Zusammenwirken eines Antriebsmotors mit seiner zugeordneten Steuer- bzw. Regelelektronik von Bedeutung.
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Der Antriebsmotor selbst muss bei einer solchen Anordnung nicht selbsthemmend ausgestaltet sein, da die Sperrung abtriebsseitig eingeleiteter Momente durch die am Abtriebselement 3 wirkende Bremseinrichtung 4, 5, 14 erreicht wird. Dies ermöglicht eine Verbesserung des Wirkungsgrades des Antriebsmotors, der nun ohne Selbsthemmung ausgeführt sein kann.
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Gemäß einer Weiterbildung der in den 1a, 1b und 2 dargestellten Anordnung können die Führungskulissen 21 so ausgeführt sein, dass die bremselementseitigen Führungselemente 41 in ihren jeweiligen Endlagen in der zugeordneten Führungskulisse 21, die der Löse- oder Sperrstellung des zugeordneten Bremselementes entsprechen, einrastbar sind. Die geometrische Ausbildung der Verrastungsbereiche, z. B. auch über die Steigung des Führungsrandes 210 der Führungskulissen 21, beeinflusst den erforderlichen Drehmomentbedarf für ein Ein- oder Ausrasten der Führungselemente und verhindert ein versehentliches Ausrasten bei schwankendem Gegenmoment an der Abtriebsseite. Weiterhin können auch Vorrastelemente ausgebildet sein, bis zu denen hin eine negative Kurvensteigung vorgesehen sein kann.
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In den 3a und 3b ist eine Abwandlung der Anordnung aus den 1a und 1b dargestellt, gemäß der das Antriebselement 2 und das Abtriebselement 3 über elastische Rückstellmittel, hier in Form zweier Schenkelfedern 6a, 6b, die in zugeordnete, in Umfangsrichtung erstreckte Aufnahmeschlitze 26, 36 der besagten Getriebeelemente 2, 3 eingreifen, miteinander gekoppelt sind.
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Die Anordnung und Ausbildung der Rückstellmittel 6a, 6b in Form von Schenkelfedern ist derart, dass die beiden Getriebeelemente 2, 3 die Tendenz haben, eine definierte Ruhelage einzunehmen, in der die von den Bremselemente 4a, 4b abstehenden Führungselemente 41 in der jeweils zugeordneten Führungskulisse 21 des Antriebselementes 2 eine Mittellage einnehmen, in der die beiden Bremselemente 4a, 4b unter der Wirkung des hierfür vorgesehenen elastischen Elementes 5 in Form einer Druckfeder (Schraubenfeder) in ihre jeweilige Sperrstellung gedrückt werden, in der sie mit ihrem hierfür vorgesehenen Verzahnungsabschnitt 40 in die zugeordnete Innenverzahnung 140 am Antriebsgehäuse 1 eingreifen.
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Hierzu sind die Schenkelfedern 6a, 6b definiert auf Lagerzapfen 36a, 36b des Abtriebselementes 3 gelagert und greifen von hier ausgehend mit ihren freien Schenkeln in die jeweils zugeordneten, in Umfangsrichtung verlaufenden Längsschlitze 26, 36 des Antriebselementes 2 und des Abtriebselementes 3 ein.
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Wird auf das Antriebselement 2 in Form eines Schneckenrades durch Inbetriebnahme des Antriebsmotors ein Drehmoment aufgebracht, so werden die Rückstellmittel 6a, 6b unter Überwindung eines Umschaltspieles zwischen Antriebselement 2 und Abtriebselement 3 deformiert, wobei es zu einer Relativbewegung von Antriebselement 2 und Abtriebselement 3 entlang der gemeinsamen Drehrichtung D (Umfangsrichtung U) kommt, wie bereits vorstehend anhand der 1a und 1b beschrieben, so dass die als Schaltmittel dienenden, an den Bremselementen 4a, 4b vorgesehenen Führungselemente 41 eine Relativbewegung in Umfangsrichtung bezüglich der antriebselementseitigen Führungskulissen 21 durchführen. Durch den geneigten Verlauf der Führungsränder 210 der Führungskulissen 21 bezüglich der Umfangs- bzw. Drehrichtung U, D kommt es dabei wiederum zu einer radialen Bewegung der Bremselemente 4a, 4b nach innen, und zwar entgegen der Wirkung des zwischen den beiden Bremselementen 4a, 4b vorgesehenen elastischen Elementes 5, so dass die Bremselemente 4a, 4b in ihre Lösestellung überführt werden, in der sie nicht mehr mit der gehäuseseitigen Innenverzahnung 140 in Eingriff stehen. Die Bremseinrichtung ist dann deaktiviert und die beiden Getriebeelemente 2, 3 können sich gemeinsam frei um ihre gemeinsame Achse drehen, um eine gewünschte Einstellbewegung eines zugeordneten Verstellteiles herbeizuführen.
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Am Ende der Verstellbewegung, also bei Außerbetriebnahme des Antriebsmotors, werden die beiden Getriebeelemente 2, 3 unter der Wirkung der Rückstellmittel 6a, 6b, hier in Form von Dreh- bzw. Schenkelfedern, automatisch wieder in ihre Ruhelage zurückgeführt, in der das jeweilige bremselementseitige Führungselement 41 – entlang der Dreh- bzw. Umfangsrichtung betrachtet – mittig in der zugeordneten antriebselementseitigen Führungskulisse 21 liegt (wie z. B. in 6b für ein anderes Ausführungsbeispiel explizit erkennbar). In diesem Zustand werden die Bremselemente 4a, 4b unter der Wirkung des zwischen den beiden Bremselementen 4a, 4b liegenden elastischen Elementes 5 wieder in ihre Bremsstellung überführt, in der sie mit ihrem jeweiligen Verzahnungsabschnitt 40 in die zugeordnete antriebsgehäuseseitige Innenverzahnung 140 eingreifen.
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Ein weiterer Unterschied zu der in den 1a und 1b gezeigten Anordnung besteht gemäß den 3a und 3b darin, dass die am Abtriebselement 3 vorgesehenen Führungen 35 für die Bremselemente 4a, 4b je einen im Querschnitt im Wesentlichen kreisförmigen Führungskanal bilden, während gemäß den 1a und 1b im Querschnitt im Wesentlichen rechteckförmige Führungskanäle vorgesehen waren. Um unter diesen Umständen ein Verkippen der Bremselemente 4a, 4b in den zugeordneten Führungen 35 des Abtriebselementes 3 zu verhindern, sind an den Führungsbereichen 45 der Bremselemente 4a, 4b längserstreckte Federn 45a vorgesehen, die in zugeordnete längserstreckten Nuten 35a der Führungen 35 eingreifen.
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In den 4a und 4b ist die anhand der Explosionsdarstellungen der 3a und 3b beschriebene Anordnung nochmals schematisch in zusammengebautem Zustand gezeigt, wobei 4a einen Zustand zeigt, in dem die Bremselemente 4a, 4b mit ihren Verzahnungsabschnitten 40 aus der zugeordneten Innenverzahnung 140 ausgehoben sind (Lösestellung der Bremselemente, entsprechend einer deaktivierten Bremseinrichtung und einer ausgelenkten Stellung der Führungselemente 41 in den Führungskulissen 21), während in dem in 4b gezeigten Zustand die Bremselemente 4a, 4b mit ihrem jeweiligen Verzahnungsabschnitt 40 in Eingriff mit der zugeordneten antriebsgehäuseseitigen Innenverzahnung 140 stehen (Sperrstellung der Bremselemente 4a, 4b, entsprechend einer aktivierten Bremseinrichtung und einer Mittelstellung der Führungselemente 41 in den Führungskulissen 21).
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In den 5a und 5b sowie 6a und 6b ist eine Abwandlung der Anordnung aus den 3a und 3b sowie 4a und 4b dargestellt, bei der als elastische Rückstellmittel 7a, 7b, die die Tendenz haben, das Abtriebselement 3 und das Antriebselement 2 in eine Ruhelage zu bringen, in der die bremselementseitigen Führungselemente 41 jeweils – entlang der Dreh- bzw. Umfangsrichtung betrachtet – mittig in den zugeordneten antriebselementseitigen Führungskulissen 21 liegen – Schlingfedern (Druckfedern in Form von Schraubenfedern) verwendet werden. Diese greifen derart an den antriebselementseitigen Fortsätzen 27 in Form von Klauen sowie jeweils einer seitlichen Begrenzungswand der zugeordneten abtriebselementseitigen Aussparungen 37 an, dass sie die Tendenz haben, die Fortsätze 27 in der jeweils zugeordneten Aussparung 37 mittig zu halten; hiermit geht die vorstehend besprochene mittige Lage der Führungselemente 41 in den Führungskulissen 21 einher. In dieser Relativlage der Fortsätze 27 und Aussparungen 37 sowie der Führungselemente 41 und Führungskulissen 21 erfolgt jeweils eine automatische Überführung der Bremselemente 4a, 4b in ihre jeweilige Sperrstellung unter der Wirkung des zwischen den beiden Bremselementen 4a, 4b liegenden elastischen Elementes 5. Das heißt, die Bremselemente 4a, 4b greifen dann jeweils in die zugeordnete antriebsgehäuseseitige Innenverzahnung 140 ein.
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Bei Inbetriebnahme des Antriebsmotors der Antriebsvorrichtung und der hierbei zunächst erfolgenden Überwindung des Umschaltspieles zwischen Antriebselement 2 und Abtriebselement 3 wird – je nach Drehrichtung D – jeweils eine der beiden Schlingfedern 7a, 7b komprimiert, die sodann nach Beendigung eines Verstellvorganges, das heißt nach Abschalten des Antriebsmotors, wieder für eine Überführung der beiden Getriebeelemente 2, 3 in ihre relative Ruhelage und damit auch der Führungselemente 41 in ihre Mittellage in der jeweils zugeordneten Führungskulisse 21 sorgt. Dementsprechend sind im Betrieb des Antriebsmotors die Bremselemente 4a, 4b mit ihren Verzahnungsabschnitten 40 aus der zugeordneten Innenverzahnung 140 abgehoben und werden nach einem Verstellvorgang unter der Wirkung des elastischen Elementes 5 wieder mit jener Innenverzahnung 140 in Eingriff gebracht.
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Im Unterschied zu den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen ist dabei vorliegend der Führungsbereich 45 eines jeweiligen Bremselementes 4a, 4b – ebenso wie die zugeordnete Führung 35 am Abtriebselement 3 – im Querschnitt oval ausgebildet.
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Bei dem in 7 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Bremselemente 4a, 4b anstelle eines Verzahnungsabschnittes (wie im Fall der bisher dargestellten Ausführungsbeispiele) jeweils ein mit einer gekrümmten Oberfläche versehenes elastisches Reibelement 42 auf, das am jeweiligen Bremselement 4a, 4b angeordnet, zum Beispiel angespritzt oder formschlüssig fixiert ist und das, wie anhand 7 erkennbar, mit einer wellenartig geformten inneren Oberfläche 160 eines am Antriebsgehäuse 1 vorgesehenen Reibringes 16 in Eingriff bringbar ist. Bei dieser Konfiguration dominiert beim Eingriff der Bremselemente 4a, 4b mit ihren Reibelementen 42 in die innere Oberfläche 160 des Reibringes 16 der Kraft- bzw. Reibschluss gegenüber dem Formschluss.
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Entsprechendes gilt für die in 8 schematisch dargestellte Anordnung, gemäß der die Bremselemente 4a, 4b an ihrer einer gewellten inneren Reibfläche 180 eines antriebsgehäuseseitigen Reibringes 18 zugewandten Oberfläche 44 ebenfalls wellenförmig ausgebildet sind, so dass hier ein kombinierter Kraft-, Reib- und Formschluss beim Zusammenwirken der Bremselemente 4a, 4b mit ihren wellenartig ausgebildeten Oberflächen 44 in die ebenfalls wellenartig ausgebildete innere Oberfläche 180 des Reibringes 18 bewirkt wird. Die innere Reibfläche 180 des Reibringes 18 kann auch aus einem elastischen Material bestehen, das beispielsweise auf die Innenseite des Reibringes 18 aufgespritzt oder in sonstiger Weise dort fixiert ist.
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Die in den 3a bis 8 dargestellten Antriebsvorrichtungen mit Bremseinrichtung stimmen hinsichtlich der Ausbildung der jeweiligen Bremseinrichtung insofern mit der Anordnung aus den 1a, 1b und 2 überein, als das am Antriebsmotor (oder gegebenenfalls an einer Handkurbel oder einem Handrad) erzeugte Antriebsmoment benutzt wird, um die jeweilige Bremseinrichtung zu deaktivieren, also deren Bremselemente in eine Lösestellung zu bewegen, wenn die Antriebsbaugruppe zur Erzeugung eines Drehmomentes in Betrieb genommen ist.
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Zur Umsetzung eines an der Antriebsbaugruppe erzeugten Antriebsmomentes in eine Bewegung der Bremselemente in ihre jeweilige Lösestellung dienen dabei Schaltmittel, die zwischen den an einem Abtriebselement 3 der Antriebsvorrichtung geführten Bremselementen 4a, 4b und einem Antriebselement 2 der Antriebsvorrichtung wirken. Hierzu greifen jeweils bremselementseitige Führungselemente 41 in eine zugeordnete Führungskulisse 21 ein, die zur Führung eines jeweiligen Führungselementes 41 einen Führungsrand 210 aufweist. Dieser kann als Innen- oder Außenrand ausgebildet sein und dessen Steigungswinkel – bezogen auf die Umfangsrichtung um die Drehachse der Anordnung – kann abschnittsweise positiv, negativ oder Null sein. Die Wahl des Steigungswinkels beeinflusst dabei die Hemmwirkung der Bremseinrichtung.
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Die einzelnen Bremselemente 4a, 4b können an ihrer aktiven Oberfläche, die zum Eingriff mit einer zugeordneten gehäuseseitigen Bremsfläche vorgesehen ist, Formschlussbereiche, insbesondere in Form eines Verzahnungsabschnittes, oder Reibschlussbereiche, zum Beispiel in Form einer Reibfläche, aufweisen. Auf Formschluss basierende Bremselemente erlauben einen stufigen Eingriff in eine zugeordnete Bremsfläche, während kraft- und reibschlüssig arbeitende Bremselemente einen stufenlosen Eingriff ermöglichen.
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Bei momentfreiem Antrieb, also ausgeschaltetem Motor bzw. nicht betätigter Handkurbel, werden die Bremselemente 4a, 4b durch ein zugeordnetes elastisches Element 5 nach außen in Eingriff mit einer zugeordneten Bremsfläche am Antriebsgehäuse gebracht.
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Im Unterschied zu der anhand der 1a, 1b und 2 dargestellten Anordnung werden bei den in den 3a bis 8 gezeigten Ausführungsbeispielen die Bremselemente 4a, 4b jeweils dadurch außer Eingriff mit einer zugeordneten (ringförmig umlaufenden) Bremsfläche gebracht, dass bei momentfreiem Antrieb eine Relativbewegung zwischen dem die Bremselemente lagernden Abtriebselement 3 und dem über Schaltmittel mit den Bremselementen 4a, 4b zusammenwirkenden Antriebselement 2 durch Rückstellmittel 6a, 6b; 7a, 7b, zum Beispiel in Form einer Drehfeder (Schenkelfeder) oder in Form einer Spiralfeder (Schraubendruckfeder), erzeugt wird. Hierfür ist der Antriebsmotor selbst nicht selbsthemmend ausgebildet, um überhaupt eine Relativbewegung von Abtriebselement 3 und Antriebselement 2 unter der Wirkung der Rückstellmittel 6a, 6b; 7a, 7b zu ermöglichen.
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Als weitere Möglichkeit zum Überführen der relativen Lage des Abtriebselementes 3 bezüglich des Antriebselementes 2 in eine neutrale Lage, in der die bremselementseitigen Schaltklauen in Form von Führungselementen 41 mittig in zugeordneten antriebselementseitigen Führungskulissen 41 angeordnet sind, kann die Neigung bzw. Steigung der Führungsränder 210 der abtriebselementseitigen Führungskulissen 21, als Bestandteile der Schaltmittel, abschnittsweise nicht selbsthemmend ausgelegt werden. Ferner können eine Rastposition und/oder eine Vorrastposition vorgesehen sein. Wird nach einer Verstellbewegung der Antriebsmotor ausgeschaltet bzw. die Betätigung einer Handkurbel oder eines Handrades beendet, so sorgt eine abschnittsweise fehlende Selbsthemmung der Führungskulissen 21 mit Unterstützung der Schaltmittel 21, 41 für eine begrenzte, minimale Relativbewegung von Abtriebselement 3 und Antriebselement 2, so dass die Führungselemente 41 entlang der Drehrichtung D der Getriebeelemente 2, 3 bzw. der Umfangsrichtung U des Antriebselementes 2 ihre jeweilige Mittelposition in der zugeordneten Führungskulisse 21 einnehmen. Hierdurch wird ein Eingriff der Bremselemente 4a, 4b in die zugeordnete Bremsfläche 140 bzw. 160 bzw. 180 ermöglicht.
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Eine zusätzliche Möglichkeit, das in- und außer-Eingriff-Bringen der Bremselemente 4a, 4b mit der zugeordneten Bremsfläche 140, 160, 180 funktionell zu beeinflussen, liegt in der Ausbildung der miteinander in Eingriff zu bringenden Oberflächen der Bremselemente 4a, 4b einerseits und des zugeordneten Bremsringes 14, 16, 18 andererseits, zum Beispiel in der Geometrie (Symmetrie) von Verzahnungselementen und den Reibwerten der Oberflächen.
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Eine asymmetrische Zahnform ineinander greifender Verzahnungen am Reibelement 4a, 4b einerseits und am Bremsring 14 andererseits kann dabei auch dazu genutzt werden, um die Bremswirkung der Bremseinrichtung für solche Situationen zu maximieren, in denen besonders große externe, abtriebsseitige Kräfte wirken können, also zum Beispiel bei Druckausübung auf die Oberkante einer Fensterscheibe einer Kraftfahrzeugtür. Die Geometrie der Zahnelemente ist derart zu wählen, dass die Bremseinrichtung einer Bewegung der Getriebeelemente 2, 3 entlang einer Drehrichtung, die durch Druckausübung auf die Oberkante einer Fensterscheibe als Verstellteil hervorgerufen wird, eine besonders große Bremswirkung (Sperr- bzw. Hemmwirkung) entgegensetzen kann.
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Die beschriebene Bremseinrichtung ist nicht nur bei motorgetriebenen sondern auch bei manuell angetriebenen Antriebsvorrichtungen für Kraftfahrzeugverstelleinrichtungen anwendbar und kann hier insbesondere die bisher üblichen Schlingfedersysteme ergänzen oder ersetzen.
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Die Grundreibung im Betrieb der Antriebsvorrichtung sollte so hoch sein, dass ein ungewolltes in- und außer-Eingriff-Bringen der Bremselemente mit dem zugeordneten Bremsring durch Drehmomentschwankungen, Erschütterungen oder dergleichen verhindert wird.
